[发明专利]一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统

权利要求书

1.一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，包括高速旋转接头(2)以及在电主轴轴芯(6)上加工的由多条直孔通道构成的“鼠笼”式冷却流道，“鼠笼”式冷却流道包括沿轴向开设在电主轴轴芯(6)中心处的电主轴内部冷却入流通道(7)以及周向均布在电主轴内部冷却入流通道(7)外侧的若干个电主轴内部冷却回流通道(8)，电主轴内部冷却入流通道(7)的进口和电主轴内部冷却回流通道(8)的出口布置于电主轴轴芯(6)后端面，在靠近前轴承的电主轴轴芯(6)内部加工有径向连接通道(9)和环形连接通道(10)，径向连接通道(9)用于连通电主轴内部冷却入流通道(7)和电主轴内部冷却回流通道(8)，环形连接通道(10)用于连通所有电主轴内部冷却回流通道(8)；此外，圆台形、梯形流道使得电主轴内部冷却入流通道和电主轴内部冷却回流通道形成非均匀间隙且成1:5～1:20的锥度；

高速旋转接头(2)与电主轴轴芯(6)后端面紧固连接，高速旋转接头(2)上开设有一个进油通道和多个出油通道，电主轴内部冷却入流通道(7)和电主轴内部冷却回流通道(8)分别与高速旋转接头(2)上的进油通道和多个出油通道相连；

在电主轴壳体(15)内和前轴承座(11)内、后轴承座(17)内分别围绕电机定子和前、后轴承加工有相互串联的外部环形冷却流道，外部环形冷却流道依次经过定子冷却套(16)、前轴承冷却套(13)和后轴承冷却套(18)，电主轴外部冷却进口(20)和电主轴外部冷却出口(5)均布置于电主轴后端盖(19)上；高速旋转接头(2)上的多个出油通道的出口与电主轴外部冷却出口(5)均和油冷机(1)的入口相连，油冷机(1)的出口分别与高速旋转接头(2)进油通道入口和电主轴外部冷却进口(20)相连；

油冷机(1)上设有进油口和出油口，油冷机(1)的出油口分别通过第一单向节流阀(23)、第二单向节流阀(32)与高速旋转接头(2)的进油口和电主轴外部冷却进口(20)相连，高速旋转接头(2)的进油口与电主轴内部冷却入流通道(7)相连，电主轴内部冷却回流通道(8)与高速旋转接头(2)的出油口相连，高速旋转接头(2)的出油口和电主轴外部冷却出口(5)均与油箱(35)的进油口相连，油箱(35)的出油口与油冷机(1)的进油口相连；

内外冷却温度协同控制系统依据电主轴轴承内外圈的温度反馈，并传输到温度协同控制器，通过控制油冷机(1)制冷温度和第一单向节流阀(23)、第二单向节流阀(32)开度来调节电主轴内、外部冷却通道的冷却油温度、流量，从而实现变工况下电主轴系统的循环高效冷却。

2.根据权利要求1所述的一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，高速旋转接头(2)的法兰上与电主轴轴芯(6)后端面的对应位置上均开设有安装定位孔(3)。

3.根据权利要求1所述的一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，在电主轴壳体(15)相对于电机定子处加工有相互串联的环形冷却流道，与定子冷却衬套(14)组合成封闭的定子冷却套(16)。

4.根据权利要求1所述的一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，在前轴承座(11)与电主轴前大盖(12)之间加工有封闭环形冷却流道。

5.根据权利要求1所述的一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，在后轴承座(17)与电主轴壳体(15)之间加工封闭环形冷却流道。

6.根据权利要求1所述的一种高速异步电机电主轴内外冷却结构及温度协同控制系统，其特征在于，油冷机(1)与第一单向节流阀(23)相连的管路上设有第一压力表(22)和第一溢流阀(21)，油冷机(1)与第二单向节流阀(32)相连的管路上设有第二压力表(34)和第二溢流阀(33)，第一溢流阀(21)和第二溢流阀(33)的卸油口均与油箱(35)的入口相连。